陽極爐銅模澆鑄機的研制

金民龍

江西銅業(yè)集團公司貴溪冶煉廠 江西貴溪 335424

貴溪冶煉廠共有3 臺圓盤澆鑄機均使用銅模作為陽極板的模具。陽極板澆鑄時，高溫溶體的侵蝕嚴重，銅模損耗大。銅模是陽極爐氧化還原的陽極銅澆鑄而成。目前銅模采用行車澆鑄銅模,液態(tài)陽極銅從陽極爐爐口倒至粗銅包，然后行車專職人員在地面人員的指引下進行銅模澆鑄作業(yè)，澆鑄完成后再由叉車進行脫模作業(yè)?，F(xiàn)場人員交叉作業(yè)存在安全隱患，人工澆鑄銅模質量不穩(wěn)定，因此，我們設計研制了陽極爐銅模澆鑄機。

1 問題分析

采用行車澆鑄銅模的作業(yè)方式比較便捷，但是存在人員安全、銅模質量不穩(wěn)定等問題。原因分析如下：①行車操作室距地面高12 米，鑄模開口僅0.16 平方米，且澆鑄時粗銅包完全遮擋住行車專職人員的視線，需他人指揮傾倒粗銅包澆鑄銅模，澆鑄難度大。指揮和操作人員交流不暢，步調不一致，存在交叉作業(yè)安全隱患，澆鑄停頓導致液態(tài)陽極銅開始凝結，銅模分層，質量不佳。如未對準澆鑄口則會導致液態(tài)陽極銅澆在模蓋上四處飛濺。②粗銅包澆鑄時，陽極爐表面帶渣被澆入鑄模內，導致銅模夾渣，質量不佳。③澆鑄所用陽極銅由爐前操作人員在澆鑄開始前從爐口倒出，具體重量則根據經驗估計，大多數時倒銅量偏多，澆鑄剩下的陽極銅由于被粗銅包內的包殼污染，只能作為粗銅返回另一臺陽極爐，造成陽極銅浪費；若倒銅過少則會出現(xiàn)澆鑄半塊廢模的情況。

2 工藝流程

陽極爐銅模澆鑄機是將液態(tài)陽極銅澆鑄成陽極爐圓盤澆鑄機銅模的設備。在陽極爐后設計安裝一臺銅模澆鑄機，從爐后活動溜槽出口處新開一個岔口，通過一段固定溜槽將陽極銅導流至澆鑄機，在澆鑄陽極板之間進行銅模澆鑄作業(yè)，單工作日澆鑄4 塊銅模。銅模澆鑄機主要由固定流槽、旋轉機構和行走機構組成。

圖1 1 陽極爐；2 固定溜槽；3 傾轉機構；4 行走機構

液態(tài)陽極銅澆鑄包放上傾轉機構的澆鑄托架，陽極爐傾轉至指定角度后，開始澆鑄。傾轉機構進行傾轉，使液態(tài)陽極銅由澆鑄包溢出落入鑄模，在逐漸傾轉過程中，液態(tài)陽極銅落入鑄模內。傾倒時的落點經過多次試驗驗證，不會產生飛濺現(xiàn)象。

每個鑄模澆到銅模重量所需深度，此時傾轉機構稍稍回位等待；行走機構移動至下一個鑄模的澆鑄區(qū)，傾轉機構繼續(xù)傾轉對該鑄模進行澆鑄；以此類推，直至澆完。已澆鑄到鑄模中的液態(tài)陽極銅在鑄模中自行冷卻一分鐘，專職人員的操作叉車進行脫模作業(yè)。傾轉機構有限位控制，在指定角度下澆鑄包液態(tài)陽極銅基本澆完，沒有液態(tài)陽極銅殘留。

3 主要技術方案

3.1 固定溜槽

在澆鑄過程中，固定流槽引導液態(tài)陽極銅從陽極爐出銅口流至傾轉機構的澆鑄包上。固定溜槽由鋼板焊接而成，固定在地面，固定溜槽內部敷設耐火泥，固定溜槽起點和重點處有一定落差，保證液態(tài)陽極銅可正常流動。

3.2 傾轉機構

設置一個傾轉機構在固定溜槽終點的下方承接液態(tài)陽極銅，傾轉機構包含一個澆鑄包、一個固定機架，一個承放澆鑄包的支架，和一個電缸系統(tǒng)，電缸由伺服電機控制，傾轉過程中速度和行程可根據需要調節(jié)。電缸系統(tǒng)通過一個桿機構驅動支架旋轉，從而帶動澆鑄包旋轉；支架上設置特殊的結構以便可以對澆鑄包實行簡單快速固定。

3.3 行走機構

設置一個旋轉機構旋轉機構的澆鑄包下方，行走機構是一個電動平車和四個鑄模組成。電動平車臺面鋪設一層耐火磚，并設置限位防止鑄模移動。電動平車以電纜卷筒三相交流380V 供電。鑄模放置在電動平車臺面上。在澆鑄前，移動電動平車，使鑄模的開口移動至指定位置，與傾轉機構的澆鑄包開口的落點位置平齊，防止液態(tài)陽極銅飛濺。

3.4 電氣控制

上述機構采用電氣控制，為方便操作，設一個遙控器和控制柜，可任選一種操作方式。無線控制系統(tǒng)由一只接收器和一只發(fā)射器組成，可在50 米范圍對設備進行操作。操作人員可以通過遙控器控制傾轉機構和行走機構的動作，單人操作，避免通訊不暢造成的操作失誤。

4 結語

該設備自投產以來，運行平穩(wěn)，可穩(wěn)定在半小時內完成銅模澆鑄工作，達到預定的目標。該陽極爐銅模澆鑄機有效提高了銅模的澆鑄質量和穩(wěn)定性，延長銅模的使用壽命；減少澆鑄時液態(tài)陽極銅飛濺和殘留，提高金屬利用率。另一方面，減少行車工作量，減少了行車和叉車交叉作業(yè)的危險源。